ヌクレオチド結合部位の動的構造の解析

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07224210
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 谷澤 克行 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20133134)
• 研究分担者: 楠木 正巳 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (90135749)
• キーワード: ヌクレオチド結合部位 / アデニル酸キナーゼ / X線結晶解析 / UDP-グルコース合成酵素酵素 / 親和標識

研究概要

生体内の糖代謝において中心的な役割をもつUDP-グルコースの合成と分解に与るUDP-グルコース合成酵素酵素について、重原子同型置換法によるX線結晶構造解析を行い、ソルベントフラットニングによる電子密度の改良の後、モデルビルディングを終了した。その結果、本酵素サブユニットは、大小2個のドメインで形成されており、その一方は、左巻きβらせん構造という新規なホールディングモチーフをもつことが明らかになった。また、これまでにジャガイモ酵素について、種々の親和標識試薬を用いる研究を行って、活性部位に存在する複数のリジン残基の同定とそれらの空間的配置の推定を行ってきたが、これらのリジン残基は、いずれも活性部位と考えられる領域に存在することが判明した。現在、この結晶構造の精密化と、糖ヌクレオチド結合部位を構成するアミノ酸残基を置換した各種変異型酵素の結晶化を行っている。また、糖ヌクレオチド基質を結合した酵素の構造を解析するとともに、基質結合過程の構造変化をラウエ法による時分割測定により解析中である。一方、アデニル酸キナーゼはAMPをリン酸化してADPを合成する酵素で、これまでにニワトリ筋肉酵素のヌクレオチド結合部位にあるリジン残基やその周辺に存在する数種のアミノ酸残基の役割を明らかにしてきた。平成7年度では、本酵素と同じ反応様式をもつが、基質特異正の異なるUMP-CMPキナーゼを対象として、タンパク質工学的手法による基質特異性の改変を試みるとともに、ヌクレオチド結合領域の動的構造をアデニル酸キナーゼと比較しながら解析した。

研究成果

• [文献書誌] S. A. Hossain, K. Tanizawa, and T. Fukui.: "Structural Comparison amoung UDP-Glucose Pyrophosphorylases from Potato Tuber, Bovine Liver, and Escherichia coli" Perspectives on Protein Engineering & Compllementary Technologies. 1995. 94-95 (1995)
• [文献書誌] T. Okajima, S. Goto, K. Tanizawa, M. Tagaya. T. Fukui. H. Shimofuruya, and J. Suzuki: "Cloning,Sequencing, and Expression in Escherichia coli of cDNA Encoding Porcine Brain UMP-CMP Kinase" J. Biochem.117. 980-986 (1995)
• [文献書誌] T. Hibi, T. Nishioka, H.Kato, K. Tanizawa, T.Fukui, Y. Katsube, and J. Oda: "Structure of the Multifunctional Loops in the Nonclassical ATP-binding Fold of Glutathione Synthetase" Nature Structural Biology. 3. 16-18 (1996)